我的Python学习笔记（一）：==和is

Python中对象包含的三个基本要素：id（身份标识），type（数据类型），value（值）

• ==是用来比较两个对象的value（值）是否相等，
• is是用来比较两个对象的id（身份标识）是否相等

==示例：

x = y = [1, 2, 3]
z = [1, 2, 3]
print(x == y)   # True
print(x == z)   # True
print(x is y)   # True
print(x is z)   # False

print(id(x))    # 4416785008
print(id(y))    # 4416785008
print(id(z))    # 4416784504

• x，y，z三个对象的值都是[1,2,3]，所以在==的情况下都是True
• x和y的id相同，所以x is y 为 True，而x和z的id不同，所以x is z 为 False

 

is示例：

一、整数对象

对于整数对象，Python把一些频繁使用的整数对象缓存起来，保存到一个叫small_ints的链表中，在Python的整个生命周期内，任何需要引用这些整数对象的地方，都不再重新创建新的对象，而是直接引用缓存中的对象。Python把这些可能频繁使用的整数对象规定在范围[-5, 256]之间的小对象放在small_ints中，但凡是需要用些小整数时，就从这里面取，不再去临时创建新的对象。

　　1、当整数对象在区间[-5,256]内时，is得到的结果是True（a，b的id值相同）

In [1]: a = 1
In [2]: b = 1
In [3]: print(a is b)
True
In [4]: print(id(a))
4414864752
In [5]: print(id(b))
4414864752

　　2、当整数对象不在区间[-5,256]内时，is得到的结果是False（a，b的id值不同）

In [6]: a = 257
In [7]: b = 257
In [8]: print(a is b)
False
In [9]: print(id(a))
4449527760
In [10]: print(id(b))
4449527536

　　3、看懂上面两个例子后，我们接着看以下代码：

c = 257

def test():
    a = 257
    b = 257
    print(a is b)   # True
    print(a is c)   # False
    print(id(a))    # 140644774393856
    print(id(b))    # 140644774393856
    print(id(c))    # 140644774394072

test()

如果按照第2点得出的结论，257不在区间[-5,256]内，那么两个的is结果都应该为False才对，可是为什么a is b却为True呢？

为了弄清楚这个问题，首先我们要先理解程序的代码块问题。Python程序由代码块构成，代码块作为程序的一个最小基本单位来执行。一个模块文件、一个函数体、一个类、交互式命令中的单行代码都叫做一个代码块。在上面这段代码中，由两个代码块构成，c = 257作为一个代码块，函数test作为另外一个代码块。Python内部为了将性能进一步的提高，凡是在一个代码块中创建的整数对象，如果存在一个值与其相同的对象于该代码块中了，那么就直接引用，否则创建一个新的对象出来。Python出于对性能的考虑，但凡是不可变对象，在同一个代码块中的对象，只有是值相同的对象，就不会重复创建，而是直接引用已经存在的对象。因此，不仅是整数对象，还有字符串对象也遵循同样的原则。所以 a is b就理所当然的返回True了，而c和a不在同一个代码块中，因此在Python内部创建了两个值都是257的对象。

 

注：如下图所示，在PyCharm中运行如下代码，得到的结果都为True，原因就是因为在同一代码块中，值相同的对象就不会重复创建，而是直接引用已经存在的对象

a = 1   # a和b为数值类型，在区间[-5,256]内
b = 1
print(a is b)   # True
print(id(a))    # 140586619260200
print(id(b))    # 140586619260200

a = 257   # a和b为数值类型，不在区间[-5,256]内
b = 257
print(a is b)   # True
print(id(a))    # 140586619294392
print(id(b))    # 140586619294392

 

二、字符及字符串对象

当a，b为字符串对象时，python中有intern机制，它指的就是在创建一个新的字符串对象时，如果已经有了和它的值相同的字符串对象，那么就直接返回那个对象的引用，而不返回新创建的字符串对象。只包括字母数字下划线的字符串，python会对它们使用intern机制。（所以当字符串只包括字母数字下划线时，进行is操作返回True，如果包含其他字符，进行is操作则返回False）

a = "a_1"   # a和b为字符串类型
b = "a_1"
print(a is b)   # True
print(id(a))    # 4454524688
print(id(b))    # 4454524688

a = "&"     # a和b为字符串类型
b = "&"
print(a is b)   # True
print(id(a))    # 4305008120
print(id(b))    # 4305008120

注：当a，b为单个字符对象时，进行is操作都返回True

 

三、其他类型对象

当a，b为元组，list，dict和set类型时，进行is操作结果为False

a = (1, 2, 3)   # a和b为元组类型
b = (1, 2, 3)
print(a is b)   # False
print(id(a))    # 4366076016
print(id(b))    # 4366076416

a = [1, 2, 3]   # a和b为list类型
b = [1, 2, 3]
print(a is b)   # False
print(id(a))    # 4366191216
print(id(b))    # 4366190712

a = {'is' : 1, 'equal' : 2}   # a和b为dict类型
b = {'is' : 1, 'equal' : 2}
print(a is b)   # False
print(id(a))    # 4365197952
print(id(b))    # 4366187608

a = ([1, 2, 3])   # a和b为set类型
b = ([1, 2, 3])
print(a is b)   # False
print(id(a))    # 4366190712
print(id(b))    # 4366191216